Pourquoi l’eau est-elle absente de l’expression de Qr ?

En toute rigueur, on emploie des activités ; celle d’un solide ou du solvant vaut 1, et celle d’un soluté se confond avec $[\ce{X}]/c^\circ$ en solution diluée. Leur présence ne modifie donc pas le résultat.

La constante d’équilibre peut-elle changer ?

Oui, mais sous l’effet de la seule température. Rajouter un réactif ou diluer modifie $Q_\mathrm{r}$ ; le système évolue ensuite jusqu’à ce que $Q_\mathrm{r}$ retrouve $K$.

Un système à l’équilibre est-il immobile ?

Non. À l’échelle des entités, les transformations dans les deux sens se poursuivent à la même vitesse ; ce sont seulement les quantités et les concentrations qui restent constantes.

Comment savoir si une transformation est totale ?

On calcule le taux d’avancement final d’après l’état final (le pH d’un acide, par exemple) et on le compare à 1. Un résultat strictement plus petit que 1 révèle une transformation non totale.

Quelle différence entre le sens direct et le sens inverse ?

Le sens direct est celui de l’équation telle qu’elle est écrite, des réactifs vers les produits ; le sens inverse va des produits vers les réactifs. Le signe de $Q_\mathrm{r} - K$ indique lequel des deux le système suit.

Bac 2027 · spécialité physique-chimie

Quotient de réaction, constante d’équilibre, sens d’évolution

Après un mélange, certains systèmes cessent d’évoluer alors que les réactifs ne sont pas tous consommés : l’état final n’est plus celui d’une réaction totale, c’est un équilibre. Deux grandeurs le décrivent, le quotient de réaction, puis la constante d’équilibre ; leur comparaison, au cœur de ce chapitre de terminale, indique dans quel sens évolue un système hors équilibre, ce que la page entraîne à prévoir pour le bac.

Au bac de physique-chimie : dans 7 des 35 sujets de 2024 à 2026 (questions : 11).

Programme

Programme de physique-chimie de terminale, BO spécial n° 8 du 25 juillet 2019, p. 9

Voir les lignes du programme

C3A.1Constitution et transformations de la matière, 3. A) Prévoir le sens de l’évolution spontanée d’un système chimiqueTerminale, p. 9

Notions et contenus. État final d’un système siège d’une transformation non totale : état d’équilibre chimique. Modèle de l’équilibre dynamique.

Capacités exigibles. Relier le caractère non total d’une transformation à la présence, à l’état final du système, de tous les réactifs et de tous les produits. Mettre en évidence la présence de tous les réactifs dans l’état final d’un système siège d’une transformation non totale, par un nouvel ajout de réactifs.

C3A.2Constitution et transformations de la matière, 3. A) Prévoir le sens de l’évolution spontanée d’un système chimiqueTerminale, p. 9

Notions et contenus. Quotient de réaction $Q_\mathrm{r}$ . Système à l’équilibre chimique : constante d’équilibre $K(T)$ . Critère d’évolution spontanée d’un système hors équilibre chimique.

Capacités exigibles. Déterminer le sens d’évolution spontanée d’un système. Déterminer un taux d’avancement final à partir de données sur la composition de l’état final et le relier au caractère total ou non total de la transformation. Déterminer la valeur du quotient de réaction à l’état final d’un système, siège d’une transformation non totale, et montrer son indépendance vis-à-vis de la composition initiale du système à une température donnée.

Sujets 2024–2026 : dans 7 des 35 sujets

Page vérifiée le 2 novembre 2026

L’essentiel

ce qu’il faut savoir

Dans l’état final d’une transformation non totale, réactifs et produits coexistent et leurs quantités n’évoluent plus : c’est l’état d’équilibre chimique.
Cet équilibre est dynamique : la réaction se poursuit dans les deux sens, à des vitesses égales.
Pour la réaction $a\,\ce{A(aq)} + b\,\ce{B(aq)} \rightleftharpoons c\,\ce{C(aq)} + d\,\ce{D(aq)}$ , le quotient de réaction vaut ${Q_\mathrm{r} = \dfrac{[\ce{C}]^c\,[\ce{D}]^d}{[\ce{A}]^a\,[\ce{B}]^b}}$ , où $[\ce{X}]$ est la concentration de $\ce{X}$ en $\pu{mol.L-1}$ , chacune étant en toute rigueur divisée par $c^\circ = \pu{1 mol.L-1}$  ; le solvant et les solides sont laissés de côté.
À l’équilibre, $Q_\mathrm{r}$ atteint une valeur notée $K(T)$ et nommée constante d’équilibre : $Q_{\mathrm{r},\,\text{éq}} ={}$ $K(T)$ . Seule la température fait varier $K$ .
Le taux d’avancement final, noté $\tau = \dfrac{x_\mathrm{f}}{x_{\max}}$ , mesure jusqu’où la réaction est allée : 1 pour une réaction totale, moins sinon.

L’épreuve écrite de spécialité physique-chimie dure 210 minutes et est notée sur 20 : trois exercices indépendants, et à partir de la session 2027 deux points pour la maîtrise de la langue. Elle compte pour 80 % de la note de la spécialité ; l’évaluation des compétences expérimentales, une heure au laboratoire, pour 20 %. Le sujet dit si la calculatrice est autorisée.

Une transformation non totale, un équilibre dynamique

Un acide faible dans l’eau, un acide carboxylique avec un alcool : le système évolue, puis se stabilise sans qu’aucun réactif ait disparu. L’équation s’écrit alors avec une double flèche, $\ce{<=>}$ . Pour mettre en évidence les réactifs restants, on ajoute un peu de l’un d’eux : le système se remet à évoluer, preuve que l’autre n’avait pas disparu.

Le modèle de l’équilibre dynamique explique la constance des quantités sans qu’aucune réaction ait cessé : la transformation dans un sens et son inverse vont aussi vite l’une que l’autre. Les concentrations ne changent plus, mais le système n’est pas figé.

Pour chiffrer jusqu’où une transformation est allée, on forme le taux d’avancement final, noté $\tau = \dfrac{x_\mathrm{f}}{x_{\max}}$ , c’est-à-dire l’avancement final comparé à l’avancement maximal. Avec $\tau = 1$ , un réactif a disparu : la transformation est totale ; avec $\tau < 1$ , elle ne l’est pas.

Le quotient de réaction

On peut former le quotient de réaction à tout instant, à l’équilibre ou non, avec les concentrations du moment. Les produits vont en haut de la fraction et les réactifs en bas, chaque concentration affectée d’un exposant égal à son nombre stœchiométrique.

En solution aqueuse, l’eau (le solvant) et les solides sont absents de la fraction : leur concentration relative vaut 1. Pour $\ce{CH3COOH(aq) + H2O(l) <=> CH3COO-(aq) + H3O+(aq)}$ , on écrit donc ${Q_\mathrm{r} = \dfrac{[\ce{CH3COO-}]\,[\ce{H3O+}]}{[\ce{CH3COOH}]\,c^\circ}}$ .

Les concentrations étant rapportées à $c^\circ$ , $Q_\mathrm{r}$ n’a pas d’unité. Retiens aussi qu’il suit la composition du moment : on peut donc le calculer dès l’état initial, avant toute réaction, et le comparer ensuite à la constante.

La constante d’équilibre et le sens d’évolution

À l’équilibre, $Q_\mathrm{r}$ atteint une valeur propre à la réaction et à la température, notée $K(T)$ et appelée constante d’équilibre. La composition de départ n’y change rien : deux mélanges initiaux différents conduisent au même $Q_{\mathrm{r},\,\text{éq}}$ .

Hors équilibre, on compare $Q_\mathrm{r}$ à $K$ . Avec $Q_\mathrm{r} < K$ , les produits manquent : la réaction va de gauche à droite de l’équation (c’est le sens direct) et $Q_\mathrm{r}$ grandit jusqu’à $K$ . Avec $Q_\mathrm{r} > K$ , elle va de droite à gauche et $Q_\mathrm{r}$ diminue jusqu’à $K$ . Avec $Q_\mathrm{r} = K$ , la composition ne change plus.

Un exemple chiffré : deux départs, un même état final

Valeurs fictives. Soit $\ce{A(aq) + B(aq) <=> C(aq) + D(aq)}$ , de constante $K = 9{,}0$ , dans un volume de $\pu{1,00 L}$ . Au départ 1, on introduit $\pu{1,00 mol}$ de $\ce{A}$ et $\pu{1,00 mol}$ de $\ce{B}$  ; au départ 2, $\pu{1,00 mol}$ de $\ce{C}$ et $\pu{1,00 mol}$ de $\ce{D}$ .

Au départ 1, $Q_\mathrm{r} = 0 < K$ : la réaction va de gauche à droite. À l’équilibre, ${\dfrac{x_\mathrm{f}^2}{(1{,}00 - x_\mathrm{f})^2} = 9{,}0}$ , donc ${\dfrac{x_\mathrm{f}}{1{,}00 - x_\mathrm{f}} = 3}$ et $x_\mathrm{f} = \pu{0,75 mol}$ . L’avancement maximal vaut $\pu{1,00 mol}$ : $\tau = 0{,}75$ , la transformation n’est pas totale.

Au départ 2, ni $\ce{A}$ ni $\ce{B}$ n’est présent : la réaction ne peut aller que de droite à gauche. Calcule la composition finale : tu retrouves celle du départ 1. Le tableau, en $\pu{mol.L-1}$ , le montre ; vérifie que $Q_\mathrm{r}$ y vaut $K$ à la fin.

Situation	$[\ce{A}] = [\ce{B}]$	$[\ce{C}] = [\ce{D}]$	$Q_\mathrm{r}$
Départ 1, initial	1,00	0,00	0,00
Départ 1, final	0,25	0,75	9,0
Départ 2, initial	0,00	1,00	non défini
Départ 2, final	0,25	0,75	9,0

Les mots du programme

quotient de réaction: Grandeur sans unité formée à chaque instant avec les concentrations : le produit des concentrations des produits sur celui des réactifs, avec les nombres stœchiométriques en exposants.
constante d’équilibre: Valeur, notée $K(T)$ , que prend $Q_\mathrm{r}$ à l’équilibre ; la température la fixe.
état d’équilibre chimique: État final d’un système siège d’une transformation non totale : réactifs et produits y coexistent, en quantités constantes.
équilibre dynamique: Équilibre où la réaction se poursuit dans les deux sens, à des vitesses égales.
taux d’avancement final: Rapport, noté $\tau = x_\mathrm{f}/x_{\max}$ , de l’avancement final par l’avancement maximal ; il vaut 1 si la transformation est totale.

Une question du sujet

source : éduscol

Une vraie question d’un sujet du bac, mot pour mot, avec les lignes de l’exercice dont elle a besoin. Cherche-la avant de lire le corrigé.

Question d’un sujetbac

Bac 2025, Polynésie, jour 1 — exercice 1, question 11

Exercice 1 — AUTOUR DE LA GLACE — 2. Contrôle de la grêle par ensemencement à l'iodure d'argent.

[…] Cette technologie apporte des ions argent

\ce{Ag+}

dans l’environnement, qu’il importe de quantifier. Le département de chimie de l'université de Al-Qadisiyah en Irak a développé une méthode spectrophotométrique permettant de déterminer la quantité d'ions argent présents dans un échantillon. Elle repose sur la réaction des ions

\ce{Ag+(aq)}

avec la molécule 6-(4BrPAA) appelée « ligand », selon la réaction chimique modélisée par l'équation suivante :

\ce{Ag+ (aq) + ligand (aq) <=> Ag(ligand)+ (aq)}

(1) […] Donnée : • on définit la concentration standard

c^{\circ} = \pu{1 mol.L-1}

Question 11

Q11. Écrire la constante d’équilibre de la réaction de formation de

\ce{Ag(ligand)+ (aq)}

en fonction des concentrations à l’équilibre des différentes espèces et de la concentration standard

c^{\circ}

Source : ministère de l’Éducation nationale – éduscol, bac 2025, spécialité physique-chimie, Polynésie, jour 1, exercice 1, question 11 (Licence Ouverte / etalab-2.0). Corrigé : Kleksa (non officiel). · Le sujet sur éduscol

Question d’un sujetbac

Bac 2025, Amérique du Nord, jour 2 — exercice 1, question 14

Exercice 1 — L’atropine — 3. Étude de la synthèse de l’atropine.

[…]

$\ce{C9H10O3}$	+	$\ce{C8H16ON+}$	⇆	$\ce{C17H24O3N+}$	+	…….
A		B		C		D

[…] On notera

n_A

n_B

n_C

n_D

les quantités de matières à l’équilibre des espèces chimiques intervenant dans la transformation représentée dans le document réponse.

Question 14

Q14. Donner l’expression littérale de la constante d’équilibre notée

K

, à l’aide des quantités de matière à l’équilibre

n_A

n_B

n_C

n_D

Source : ministère de l’Éducation nationale – éduscol, bac 2025, spécialité physique-chimie, Amérique du Nord, jour 2, exercice 1, question 14 (Licence Ouverte / etalab-2.0). Corrigé : Kleksa (non officiel). · Le sujet sur éduscol

Dans les sujets

compté par sujet

Les sujets de 2024 à 2026 qui ont posé une question sur cette notion : dans 7 des 35 sujets, sans compter les sujets de remplacement et de secours.

Sujet	Questions
Bac 2026, Amérique du Nord, jour 1	1.5
Bac 2026, Centres étrangers, jour 2	3.4, 3.5
Bac 2025, Amérique du Nord, jour 2	1.14, 1.15
Bac 2025, Asie, jour 1	3.5, 3.6
Bac 2025, Polynésie, jour 1	1.11, 1.12
Bac 2024, Centres étrangers, jour 2	1.11
Bac 2024, Polynésie, jour 2	1.8

Teste-toi

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bac

Question 1. (0–1)

On considère la réaction d’équation

\ce{Fe^3+(aq) + SCN-(aq) <=> FeSCN^2+(aq)}

, de constante d’équilibre

K = 200

à la température de l’expérience. On mélange les réactifs ; dans l’état initial,

[\ce{Fe^3+}]_i = \pu{0,0100 mol.L-1}

[\ce{SCN-}]_i = \pu{0,0500 mol.L-1}

[\ce{FeSCN^2+}]_i = \pu{2,00 \times 10^{-5} mol.L-1}

. Données : • quotient de réaction :

Q_r = \dfrac{[\ce{FeSCN^2+}]}{[\ce{Fe^3+}] \times [\ce{SCN-}]}

, les concentrations étant exprimées en mol·L⁻¹. Choisir la proposition qui décrit l’évolution du système.

Exercice Kleksa au format du sujet — corrigé Kleksa.

bac

Question 2. (0–1)

On considère la réaction d’équation

\ce{I2(aq) + I-(aq) <=> I3-(aq)}

, de constante d’équilibre

K = 800

à la température de l’expérience. On mélange les réactifs ; dans l’état initial,

[\ce{I2}]_i = \pu{4,00 \times 10^{-4} mol.L-1}

[\ce{I-}]_i = \pu{4,00 \times 10^{-3} mol.L-1}

[\ce{I3-}]_i = \pu{4,00 \times 10^{-3} mol.L-1}

. Données : • quotient de réaction :

Q_r = \dfrac{[\ce{I3-}]}{[\ce{I2}] \times [\ce{I-}]}

, les concentrations étant exprimées en mol·L⁻¹. Choisir la proposition qui décrit l’évolution du système.

Exercice Kleksa au format du sujet — corrigé Kleksa.

bac

Question 3. (0–1)

On dissout l’acide benzoïque

\ce{C6H5COOH}

dans l’eau ; la concentration en acide apporté vaut

C = \pu{9,27 \times 10^{-3} mol.L-1}

. L’équation de la réaction de l’acide avec l’eau est

\ce{C6H5COOH(aq) + H2O(l) <=> C6H5COO-(aq) + H3O+(aq)}

. À l’équilibre, le pH de la solution vaut

3{,}13

. Données : •

[\ce{H3O+}] = c^\circ \times 10^{-\mathrm{pH}}

avec

c^\circ = \pu{1 mol.L-1}

. Calculer le taux d’avancement final

\tau

de la réaction, en pourcentage. Donner le résultat avec deux chiffres significatifs.

Saisis uniquement le nombre, avec une virgule comme séparateur décimal.

Exercice Kleksa au format du sujet — corrigé Kleksa.

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Les erreurs fréquentes

là où on perd des points

Faire entrer l’eau ou un solide dans la fraction de $Q_\mathrm{r}$ . Le solvant et les solides en restent exclus ; seules les espèces dissoutes comptent, chacune par sa concentration.
Écrire le quotient à l’envers. Les produits sont en haut : en inversant, on inverse aussi la conclusion sur le sens d’évolution.
Dire que le système « s’arrête » à l’équilibre. La réaction continue dans les deux sens, aussi vite dans l’un que dans l’autre ; seules les concentrations demeurent constantes.
Croire que $K$ change avec les quantités de départ. Seule la température le modifie, alors que $Q_\mathrm{r}$ suit la composition du moment.
Confondre le taux d’avancement final, rapport de deux avancements en mol, et le quotient de réaction, qui compare des concentrations.

À retenir

Transformation non totale : à l’état final, réactifs et produits coexistent.
Équilibre dynamique : la réaction continue dans les deux sens, à des vitesses égales.
$Q_\mathrm{r}$ : produits sur réactifs, solvant et solides exclus, concentrations rapportées à $c^\circ$ .
À l’équilibre : $Q_{\mathrm{r},\,\text{éq}} ={}$ $K(T)$ , quelle que soit la composition initiale.
$Q_\mathrm{r} < K$ : de gauche à droite ; $Q_\mathrm{r} > K$ : de droite à gauche.
$\tau = x_\mathrm{f} / x_{\max}$ : égal à 1 si la transformation est totale.

Questions fréquentes

1.Pourquoi l’eau est-elle absente de l’expression de Qr ?+
Réponse :En toute rigueur, on emploie des activités ; celle d’un solide ou du solvant vaut 1, et celle d’un soluté se confond avec $[\ce{X}]/c^\circ$ en solution diluée. Leur présence ne modifie donc pas le résultat.
2.La constante d’équilibre peut-elle changer ?+
Réponse :Oui, mais sous l’effet de la seule température. Rajouter un réactif ou diluer modifie $Q_\mathrm{r}$  ; le système évolue ensuite jusqu’à ce que $Q_\mathrm{r}$ retrouve $K$ .
3.Un système à l’équilibre est-il immobile ?+
Réponse :Non. À l’échelle des entités, les transformations dans les deux sens se poursuivent à la même vitesse ; ce sont seulement les quantités et les concentrations qui restent constantes.
4.Comment savoir si une transformation est totale ?+
Réponse :On calcule le taux d’avancement final d’après l’état final (le pH d’un acide, par exemple) et on le compare à 1. Un résultat strictement plus petit que 1 révèle une transformation non totale.
5.Quelle différence entre le sens direct et le sens inverse ?+
Réponse :Le sens direct est celui de l’équation telle qu’elle est écrite, des réactifs vers les produits ; le sens inverse va des produits vers les réactifs. Le signe de $Q_\mathrm{r} - K$ indique lequel des deux le système suit.

Voir aussi

Toutes les notions de physique-chimie du bac

Notion suivante du programme : Piles électrochimiques

Sources

Ce site n’est pas un service du ministère de l’Éducation nationale et n’y est pas lié. Les questions marquées « bac » viennent des sujets publiés sur éduscol (Licence Ouverte / etalab-2.0) ; leurs corrigés, les explications et les autres exercices de la page sont les nôtres et n’ont rien d’officiel.

Page vérifiée le 2 novembre 2026

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